En recientes años, la ingeniería estructural se ha centrado en diseñar edificaciones que tengan un buen desempeño sísmico. Por ello, se han desarrollado dispositivos que mejoran el comportamiento de las estructuras y ahorran costos en su construcción. De acuerdo con la Sociedad Japonesa de Aislamiento Sísmico (JSSI, 2020), al 2018 existían 1,472 estructuras con algún tipo de disipador de energía. Del monto anterior, el 37% cuentan con dispositivos del tipo contraventeo restringido al pandeo (CRP). En la Figura 1a muestra esquemáticamente las partes que conforman un CRP, mientras que en la Figura 1b se observa una implementación de dicho dispositivo en México.
Figura 1. Disipador de energía tipo contraventeo restringido al pandeo (CRP)
Algunas de las ventajas que se pueden obtener con la implementación de disipadores de energía son:
1) mejor comportamiento estructural, debido a que se tienen menores desplazamientos laterales de la estructura, así como menores aceleraciones y velocidades de entrepiso.
2) ahorros en la construcción de la estructura, así como en la cimentación.
3) reducción de daños en elementos no estructurales como: contenidos, fachadas, acabados, etc.
En México, el uso de los disipadores de energía va en auge, cada vez mas estructuras cuentan con algún sistema de protección sísmica. Tal es el caso del edificio Ámsterdam 219, ubicado en la calle Ámsterdam #219, colonia Hipódromo, en la alcaldía Cuauhtémoc, Ciudad de México.
La estructura cuenta con dos sótanos, planta baja, 11 niveles de departamentos y un nivel de azotea, El área aproximada de construcción es de 7,497.5 m2, mientras que el área del predio es de 719.15 m2. La planta de la estructura es de forma semicircular en forma de abanico, en su sección más larga tiene un ángulo de 70°, mientras que en la parte corta cuenta con un ángulo de 44° y una longitud de 20.9 m. La altura total es de 37.80 m sobre el nivel de calle. La estructura principal se resolvió con marcos de acero de ductilidad alta, mientras que el sistema sismorresistente se resolvió con el uso de 72 disipadores tipo CRP y 24 disipadores viscosos.
En la Figura 2a se muestra el modelo numérico de la estructura, en línea color rojo la ubicación de los disipadores de energía, mientras que en la Figura 2b se muestra una vista lateral, identificando los disipadores de energía.
Figura 2. Modelado de la estructura
En la Tabla 1 se muestra una comparación de costos entre una estructura tradicional (marcos de concreto de ductilidad media) y una estructura innovadora con disipadores de energía. El ahorro por metro cuadrado asciende a $446.51, por lo que el ahorro ascendería a $3,347,700.00.
Tabla 1. Comparación de costos entre estructuras
La cuantificación mostrada no considera los elementos de cimentación ni la cuantificación de las conexiones de los elementos estructurales. Por lo anterior, se esperaría que el ahorro real del proyecto gracias a la implementación de los disipadores de energía podría llegar a un monto de $5,000,000.00.
De acuerdo con lo anterior, se concluye que el uso de disipadores de energía en una estructura ubicada en la zona de lago de la Ciudad de México presenta ventajas económicas, convirtiendo estas tecnologías un gran candidato a usarse en diversas edificaciones.
